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相似文献
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1.
港域波浪数学模型的改进与验证   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过物理模型对改进的港内波浪传播变形数学模型进行验证。该数学模型以推广的时变缓坡方程为控制方程,采用含松弛因子的ADI法求解,并对波浪反射和透射边界模拟方法进行改进。先通过物理模型试验确定斜向浪入射条件下抛石防波堤前的波浪反射系数,作为数学模型中部分反射边界模拟的依据。然后进行了一个典型港口内波浪折射、绕射和反射的模型试验,测量港内波浪分布。对比模型试验和数学模型计算的结果表明,数学模型可较好地模拟港内复杂地形和边界条件下规则波和不规则波的传播变形。  相似文献   

2.
结合椭圆型缓坡方程模拟近岸波流场   总被引:6,自引:3,他引:6  
波浪向近岸传播的过程中,由波浪破碎效应所产生的近岸波流场是近岸海域关键的水动力学因素之一.结合近岸波浪场的椭圆型缓坡方程和近岸波流场数学模型对近岸波浪场及由斜向入射波浪破碎后所形成的近岸波流场进行了数值模拟.计算中考虑到波浪向近岸传播中由于波浪的折射、绕射、反射等效应使局部复杂区域波向不易确定,采用结合椭圆型缓坡方程所给出的波浪辐射应力公式来计算波浪产生的辐射应力,在此基础上耦合椭圆型缓坡方程和近岸波流场数学模型对近岸波流场进行数值模拟,从而使模型综合考虑了波浪的折射、绕射、反射等效应且避免了对波向角的直接求解,可以应用于相对较复杂区域的近岸波流场模拟.  相似文献   

3.
柳淑学  孙冰 《海洋工程》2007,25(1):35-42,56
缓坡方程是描述近岸波浪运动较好的数学模型之一。在发展的自适应有限元求解缓坡方程的基础上,采用迭代求解的方法,确定波浪相对于边界的入射方向,从而对边界条件进行改进,建立了求解缓坡方程的数值计算模型。典型算例表明,考虑波浪相对于边界的入射角度后,模型可以更好地模拟吸收波浪边界,同时对多向波对双突堤的绕射进行了模拟研究,与试验结果比较表明,所建立的数值计算模型能够适用于多向不规则波传播过程的模拟研究。  相似文献   

4.
一个新的非恒定型不规则波缓坡方程   总被引:6,自引:2,他引:6  
缓坡方程由Berkhof所推导并在规则波折射绕射问题的研究上有着广泛的应用。然而对于不规则波折射绕射问题研究,缓坡方程还处于发展研究阶段,本文采用Pade近似并仿Kubo方法对缓坡波动方程进行了推导,得到了一个含有时间高阶导数项的不规则波缓坡方程,随即采用WKB方法对这个不规则波的缓坡方程进行了简化,推导出一个较为实用的含有一阶时间导数的不规则波缓坡的波动方程。通过数值手段对所推导的不规则波缓坡方程进行了数值模拟,其结果与物模实验较为一致  相似文献   

5.
水下圆形浅滩附近波浪绕射的计算   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用波数矢量无旋和波能守恒方程对圆形浅滩附近水域波浪绕射进行了数值计算,计算模型中采用Battjes关系与波数矢量无旋,波能量守恒方程一起联合求解圆形浅滩附近水域波浪折射影响下的波浪要素。本文的数值计算模型对圆形浅滩水域波浪折射绕射现象的验证结果表明,计算所得结果与试验结果是吻合的,数学模型是可靠和合理的,具有实用价值。  相似文献   

6.
首先对目前描述近岸波浪传播变形的数学模型进行了回顾与总结;对不同数学模型的特点、适用范围和发展情况进行了阐述与对比。应用基于Boussinesq方程的Coulwave模式针对几个经典实验地形进行了数值实验,数值结果和实验实测数据吻合较好。此外,分别采用不同的近岸波浪模型模拟了某渔港附近波浪的传播变形,结果表明:当考虑波浪的折射、绕射、反射联合作用时,Coulwave模式计算结果明显较缓坡方程及SWAN模型计算结果更加合理。  相似文献   

7.
抛物型缓坡方程的变分及数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
林钢  邱大洪 《海洋学报》2000,22(1):125-130
对线性水波的折射一绕射问题应用变分原理,对非等深、具有缓坡和不连续的底被导出了一种修改的抛物型缓坡方程近似模型,可预测三维地形上波浪的折射一绕射。同抛物型缓坡方程的线性方程进行了对比。通过数值模拟方法进行数值求解,表明本方法可用于地形条件下的波浪折射一绕射问题。  相似文献   

8.
在时域缓坡方程中,引入非线性修正项、高阶地形影响项以及能量耗散项,推导得出扩展型双曲缓坡方程。基于该方程,利用ADI格式建立波浪传播数学模型,并应用于椭圆形浅滩、Bragg反射正弦沙涟地形以及斜坡地形的波浪传播计算,计算结果与试验数据均吻合良好,表明该模型能够对近岸波浪的折射、绕射、反射、浅水变形、弱非线性、陡变地形影响以及破碎进行较好地模拟。  相似文献   

9.
基于抛物型缓坡方程模拟近岸植被区波浪传播   总被引:7,自引:2,他引:5       下载免费PDF全文
唐军  沈永明  崔雷 《海洋学报》2011,33(1):7-11
植被对波浪传播运动有重要影响。考虑近岸波浪在植被区传播中的折射、绕射、破碎及植被引起的波能耗损效应,基于抛物型缓坡方程建立了模拟近岸植被区波浪传播的数学模型,对模型进行了数值模拟验证,采用数值模拟试验分析了植被对波浪传播的影响。数值模拟结果表明,波浪在近岸植被区传播时,随着植被密度和植被高度的增加,波浪传播中的波高衰减增大,波能耗损增加;不同周期波浪在植被区传播中的波高衰减过程也明显不同。  相似文献   

10.
近岸水域波浪变形数学模型   总被引:6,自引:1,他引:5  
本文采用波数矢量无旋和波能守恒方程建立了一个近岸水域波浪变形数学模型,模型中采用Batjes关系与波数矢量无旋,波能量守恒方程一起来求解近岸水域波浪折射绕射的联合影响的波浪要素。利用本文提出的数学模型对一个斜坡浅滩水域波浪折射绕射现象进行了验证,结果表明本文提出的近岸水域波浪变形的数学模型是可靠的,计算所得结果与试验结果是吻合的。  相似文献   

11.
12.
中咀湾是一个天然的避风良港,一般情况下外海波浪影响很小,主要受局部风场产生的局部风浪影响。本文采用曹宏生在Massel的扩展缓坡方程基础上推导出来的考虑陡变地形和能量耗散效应的缓坡方程为控制方程,结合固边界的反射边界条件,构成波浪传播变形的联合折射、绕射和反射的数学模型。文中将此方法运用在中国台州市大陈岛中咀湾避风港中,用波浪数学模型计算极端高水位和设计高水位时3种波况分别在3组重现期时工程海域的波浪要素,提供防波堤的堤前波高,并分析比较此处实心式和透空式防波堤的防浪性能。  相似文献   

13.
A numerical model for wave propagation in a harbour is verified by use of physical models.The extended time-dependent mild slope equation is employed as the governing equation,and the model is solved by use of ADI method containing the relaxation factor.Firstly,the reflection coefficient of waves in front of rubble-mound breakwaters under oblique incident waves is determined through physical model tests,and it is regarded as the basis for simulating partial reflection boundaries of the numerical model.Then model tests on refraction,diffraction and reflection of waves in a harbour are performed to measure wave height distribution.Comparative results between physical and numerical model tests show that the present numerical model can satisfactorily simulate the propagation of regular and irregular waves in a harbour with complex topography and boundary conditions.  相似文献   

14.
波能平衡方程是研究风浪要素及波能传播问题的很有效的方法,计算较为简单,在海洋学及海岸动力学中得到广泛的应用。本文采用考虑波能侧向传递机制和耗损制约的波能平衡方程组作为研究波浪折射——绕射变形的控制方程。对数学模型用差分法进行了数值模拟,并用两个例题进行了验证  相似文献   

15.
In the present paper, by introducing the effective wave elevation, we transform the extended ellip- tic mild-slope equation with bottom friction, wave breaking and steep or rapidly varying bottom topography to the simplest time-dependent hyperbolic equation. Based on this equation and the empirical nonlinear amplitude dispersion relation proposed by Li et al. (2003), the numerical scheme is established. Error analysis by Taylor expansion method shows that the numerical stability of the present model succeeds the merits in Song et al. (2007)’s model because of the introduced dissipation terms. For the purpose of verifying its performance on wave nonlinearity, rapidly vary- ing topography and wave breaking, the present model is applied to study: (1) wave refraction and diffraction over a submerged elliptic shoal on a slope (Berkhoff et al., 1982); (2) Bragg reflection of monochromatic waves from the sinusoidal ripples (Davies and Heathershaw, 1985); (3) wave transformation near a shore attached breakwater (Watanabe and Maruyama, 1986). Comparisons of the numerical solutions with the experimental or theoretical ones or with those of other models (REF/DIF model and FUNWAVE model) show good results, which indicate that the present model is capable of giving favorably predictions of wave refraction, diffraction, reflection, shoaling, bottom friction, breaking energy dissipation and weak nonlinearity in the near shore zone.  相似文献   

16.
《Coastal Engineering》2001,42(1):87-101
Water wave refraction–diffraction within a porous medium on an undulating seabed is considered based on linear wave theory. Using the model of wave-induced flow within a porous medium and Galerkin eigenfunction expansions, refraction–diffraction equations for surface waves are derived. With these equations, the wave reflection from a porous structure on a sloping beach is investigated and numerical results of reflection coefficients are obtained. A comparison between the present results with those in the literature is made for a special case and the agreement is satisfactory. This structure can be viewed as an idealized model of rubble-mound seawalls along coastlines.  相似文献   

17.
砂质海岸突堤式建筑物下游岸线变形数学模型   总被引:2,自引:1,他引:2  
提出了一种改进的砂质海岸岸滩演变的“一线理论”数学模型.该模型中考虑了岸滩演变过程中岸滩坡度变化的影响,并采用波浪折射、绕射和反射联合计算数学模型模拟掩护区的波浪场,提高了波浪计算的精度.实例计算表明,在验证资料比较充分的条件下,该数学模型计算结果的可靠度较高,可供实际工程规划和设计时参考使用.  相似文献   

18.
A reformed numerical model based on the “one-line theory” for beach deformation is presented. In this model, the change of beach slope during coastline procession is considered.A wave numerical model combined with wave refraction, diffraction and reflection is used to simulate wave climate to increase numerical accuracy.The results show that the numerical model has a good precision based on the adequate field data. The results can be applied to practical engineering.  相似文献   

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